Liquid Chromatography Mass Spectrometric Analysis of ......Liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) coupled with an atomospheric pressure chemical ionization (APCI) detection

─ ─277 （）

度の高い有機化合物分析法として，欠くことの出来ない

手段として用いられている 1）。このうち，GC－MSはほぼ

完成された機器であるのに対し，後発のLC－MSも実用

化の時代に入り，とくに優れたソフトイオン化法の開発

は目覚しく，GC－MSで測定困難な高極性，難揮発性，

高分子量化合物の直接分析を可能とし，その威力を発揮

しつつあり，その潜在能力をも含めてきわめて高く評価

されている。

LC－MS分析の成否は，心臓部に相当するイオン源にお

ける試料のイオン化法の使い分けに基づくと言っても過

言でない。測定対象試料を効率よくイオン化するには，

それぞれのイオン化法の特徴を理解し，目的に応じたイ

オン化法の選択が必要である。代表的なイオン化法とし

ては，大気圧化学イオン化法（APCI），エレクトロスプレー

イオン化法，サーモスプレーイオン化法，マトリックス支

援レーザー脱離イオン化法，フリットー高速原子衝撃法，

1　緒　言

質量分析（mass spectrometry ; MS）は化学，生化学，

薬学，生物学，医学，地球科学，材料科学などの基礎研

究を始め，ドーピング検査，環境ホルモン測定，犯罪・

事件の鑑識捜査，大気中の香気，異臭成分の特定，飲料

水中の有害成分の検出などきわめて広範な研究分野で用

いられている。そのため現在では質量分析法は核磁気共

鳴法と共に有機化合物の構造解析上，最も重要なスぺク

トルデータの一つとなっており，とりわけ分子量に関す

る貴重な情報を提供している。

ガスクロマトグラフィー－質量分析（GC－MS），液体ク

ロマトグラフィー－質量分析（LC－MS）に代表されるハ

イファネテッド・テクニックは，クロマトグラフィーが

もつ高感度・高分離能な応答性とMSのもつ優れた構造

解析能を組み合わせたものであり，豊富な情報量と信頼

薮田　理永＊・飯田　隆＊・安並　正文＊＊

Liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) coupled with an atomospheric pressure chemical ionization (APCI) detection was measured for a variety of structurally different alkylazulene derivatives, and the data were compared with those of analogous benzenoid compounds. A highly sensitive and selective mass spectral measurement was attained under the positive ion mode at a drift voltage of 50～ 60V. The major fragment ions in the spectra were constituted of the elimination of the whole alkyl side chain without partial degradation. A more longer alkyl group (e.g., isopropyl substituent) in the alkylazulenes was preferentially eliminated than a shorter one (e.g., methyl substituent). Alkyl groups attached to the 7－membered ring in the alkylazulenes were also more readily removed than those bonded to the 5－membered ring. The fragment ions as well as the fragmentation patters by APCI positive ion mode serving to characterize each of the mono- and disubstituted alkylazulenes are also discussed.

Keywords: alkylazulene, alkylbenzene, alkylnaphthalene, liquid chromatography-mass spectrometry, atmospheric pressure chemical ionization, positive ion mode

大気圧化学イオン化検出法によるアルキルアズレン類の

液体クロマトグラフィー－質量分析

Liquid Chromatography‐Mass Spectrometric Analysis of Alkylazulenes by Atmospheric Pressure Chemical Ionization Detection

Rie YABUTA＊, Takashi IIDA＊ and Masafumi YASUNAMI＊＊

（Received November 30, 2005）

＊日本大学文理学部化学科：〒156－8550　東京都世田谷区桜上水3－25－40

＊＊日本大学工学部物質化学工学科：〒963－8642　福島県郡山市田村町徳定字中河原1

＊ Department of Chemistry, College of Humanities and Sciences, Nihon University : 3－25－40 Sakurajosui Setagaya－ku, Tokyo, 156 －8550 Japan

＊＊ Department of Materials Chemistry & Engineering, College of Engineering, Nihon University : 1 Nakagawara, Tokusada, Tamuramachi, Koriyama, Fukushima, 963－8642 Japan

日本大学文理学部自然科学研究所研究紀要

No.41 （2006） pp.277－286

9

Figure 1 Structures of compounds examined. （つづく）

薮田　理永・飯田　隆・安並　正文

─ ─278（）

パーティクルビーム法などがある 1）。とりわけ，APCI法

は比較的低分子量（1,500程度以下）の低～中極性化合物

の分析に好適とされている。

一方，アズレン類は植物由来の化合物で，五員環と

七員環が縮環した非対称な平面構造をもつ芳香族化合

物である。アズレンはこのユニークな非対称構造のた

め，その構造異性体であるベンゼン系芳香族化合物の

ナフタレンとは全く異なる化学反応性，物性を有し，

炭化水素でありながら極性構造をもつことが大きな特

徴である（Scheme 1）。しかも，アズレン及びその誘導

体は抗アレルギー 2），胃炎 3）胃潰瘍 4），十二指腸潰瘍 5），

抗炎症 6）等に対する極めて多彩な薬理効果をもつため，

医薬品として既に臨床の場に供され，あるいは開発中で

ある。

Scheme 1

アズレンを種々のアルキル基で化学修飾したアルキ

ルアズレン類やそのアナログにも新規な薬理活性の発

現が期待されているにもかかわらず，標品の入手困難

なことがアルキルアズレンの研究を進める上での大き

な隘路となっている。最近，安並らは簡易で高効率・

高選択的なアルキルアズレンの合成法を開発した 7－13）。

本研究では，合成した一連のアルキルアズレン標品の

APCI/LC－MSを測定し，APCI/LC－MSに特徴的な分子

量関連イオンとフラグメントイオン並びに開裂パター

ンを詳細かつ系統的に精査することを目的とした。さ

らに，アルキルアズレンとアルキルベンゼン誘導体と

のAPCI/LC－MSスペクトルの差異についても比較・検

討した。

2　実　験

2－1　アルキルアズレン標品の合成

Figure 1 に本研究で用いたアルキルアズレン類（1～

34）と比較対象化合物（35，36）の化学構造，化合物名，

略記号を示した。これらの合成標品は，安並らが開発し

た3－メトキシカルボニルオキサアズレンと対応するエ

ナミンとの反応，つまりエナミン法（Scheme 2）を応

用して合成したものをクロマトグラフ精製した後に用い

た 7－13）。エチルナフタレン（35）とエチルベンゼン（36）

は市販品を使用した。LC溶媒としては電子工業用メタ

ノールを用いた。その他の試薬と有機溶媒は市販特級品

をそのまま用いた。

O

R1

ON

R2

R3

H

RR

R2

R1

R3

+ EtOHreflux

R1, R2, R3 : H and / or alkyl groups

Scheme 2

10

Figure 1 Structures of compounds examined. （つづく）

─ ─279 （）

大気圧化学イオン化検出法によるアルキルアズレン類の液体クロマトグラフィー－質量分析

11

Pr i

Me

Et

1

5

��

3

C16H20Mol. Wt.: 212.33 [ M ]

100000

200000

300000

400000

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

50000

100000

150000

200000

250000

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

Peak

int

ensi

tyPe

ak i

nten

sity

Peak

int

ensi

tyPe

ak i

nten

sity

Peak

int

ensi

tyPe

ak i

nten

sity

Peak

int

ensi

tyPe

ak i

nten

sity

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

143 [M+H-Pr -Et]

213 [M+H]

171 [M+H-Pr ]i

i +

+

+

30 V 70 V

40 V 80 V

50 V 90 V

60 V 100 V

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000 143

213

171

143

213

171

129

143

213

171

129

143

213

171

143

213

171

143

213

171

143

213

171

0

0

00

0

0

0 0

i129 [M+H-Pr -Et-Me]+

0100 120 140 160 180 200 220 240

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

143 [M+H-Pr -Et]

213 [M+H]

171 [M+H-Pr ]i

i

Pri

Me

Et

1

5

��

3

C16H20Mol. Wt.: 212.33 [ M ]

+

+

+

Peak

int

ensi

ty

m / z

Figure 1 Structures of compounds examined. （つづき）

Figure 2 APCI/LC-MS spectrum of 3-ethyl-5-isopropyl-1-methylazulene (23) under a positive ion mode.


─ ─280（）

2－2　APCI/LC－MSの測定条件

LC－MS装置はAPCI検出器を備えたHitachi製M－8000

型を用い，正イオンモードで測定した。第一及び第二オ

リフィス温度は，それぞれ130 ℃と120 ℃，霧化器温度

を150 ℃に設定した。ネブライザー・ガスには窒素ガスを

用いた。また，脱溶媒室温度 380 ℃，ニードル電圧 3kV，

フォーカス電圧30V，ドリフト電圧 30～100Vにそれぞ

れ設定して測定した。

アルキルアズレン試料は約10－6 mol/mLメタノール溶

液としたものを直接導入法によりLC－MS装置に注入し

た。LC用の移動相にはメタノール（流速 1.0mL/min），

カラムにはCOSMOSIL 5C18－ARII（4.6 X 150mm I.D.,

Nacalai Tesque）をそれぞれ用いた。比較対象化合物

（35，36）は有機溶媒で希釈することなく，原液のまま直

接LC－MS装置に注入した。測定した正イオンモードでの

APCI/LC－MSの一例（化合物23）をFigure 2 に示した。

3　結果と考察

APCI/LC－MS法は，比較的低分子量（1,500程度）の

低～中極性分子の質量スペクトル測定に有利であり，使

用できる移動相溶媒の選択性の広いことが特徴である。

また，APCI/LC－MS法では，エレクトロスプレーイオン

12

Pr i

Me

Et

1

5

��

3

C16H20Mol. Wt.: 212.33 [ M ]

100000

200000

300000

400000

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

50000

100000

150000

200000

250000

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000Pe

ak i

nten

sity

Peak

int

ensi

tyPe

ak i

nten

sity

Peak

int

ensi

ty

Peak

int

ensi

tyPe

ak i

nten

sity

Peak

int

ensi

tyPe

ak i

nten

sity

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

m / z100 120 140 160 180 200 220 240

143 [M+H-Pr -Et]

213 [M+H]

171 [M+H-Pr ]i

i +

+

+

30 V 70 V

40 V 80 V

50 V 90 V

60 V 100 V

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000 143

213

171

143

213

171

129

143

213

171

129

143

213

171

143

213

171

143

213

171

143

213

171

0

0

00

0

0

0 0

i129 [M+H-Pr -Et-Me]+

Figure 3 Effect of drift voltage on the mass spectral pattern of 3-ethyl-5-isopropyl-1-methylazulene (23).

─ ─281 （）


化法のように多価イオンを生成することなく，一価イオ

ンのみを生成するため，分子量関連イオンであるプロト

ン化分子 [M＋H]+から測定対象物質の分子量を容易に知

ることができる。しかも，APCI/LC－MSのスペクトルパ

ターンは，通常用いられる電子イオン化（EI）/GC－MSの

それ 14，15）に比べて生成するフラグメントイオン数がき

わめて少ないため，構造解析を容易にする利点をもつ。

一方，イオン化の直前に加熱して気化するため，熱的不

安定物質を測定するときには注意しなければならない。

今回，測定試料はドリフト電圧を30～100Vの間で10V

ずつ変化させ，正イオンモードで測定した。検出された

プロトン化分子 [M＋H]+とフラグメントイオンのピーク

強度は，基準ピーク（100％）に対する相対値で示した。

ここで，基準ピークとは質量スペクトルの縦軸（相対存

在量）が最も高いピークをさす。ピーク強度の大きなイ

オンは，イオン化室で最も多く生成あるいは安定に存在

するイオンと考えることができる。

3－1　開裂パターンに及ぼすドリフト電圧の影響

APCI/LC－MS法によって生成するプロトン化分子

[M＋H]+とフラグメントイオンの安定性，つまりイオン

強度はドリフト電圧によって大きく影響されることが知

られている。Figure 3 は化合物23を例にとり，30Vから

100Vの範囲内でドリフト電圧を10Vずつ変化させて測

定したときに得られた質量スペクトル変化を示したも

のである。その結果，以下に述べる事実が明らかになっ

た。①ドリフト電圧を40V以下で測定した場合，測定し

たほとんどの化合物でプロトン化分子 [M＋H]+が基準

ピークになり，フラグメントイオン強度がかなり弱い。

②ドリフト電圧を70V以上で測定すると，プロトン化分

13

Table 1 Relative abundances of protonated molecule and fragment ions of monoalkylazulenes.

Substrate IonDrift voltage［ V ］

30 40 50 60 70 80 90 100

1[M+H]+ 100 100 100 100 100 100 85.9 45.6

[M+H-Me]+ 0.9 4.4 14.6 20.1 37.2 71.4 100 100

2[M+H]+ 100 100 100 68.2 39.6 22.0 10.3 0.0

[M+H-Et]+ 22.7 38.1 68.2 100 100 100 100 100

3[M+H]+ 100 100 100 100 61.0 28.5 15.4 8.3

[M+H-Pr]+ 4.0 15.6 59.5 84.2 100 100 100 100

4[M+H]+ 100 100 100 100 47.8 61.3 9.3 6.3

[M+H-Pr i]+ 10.7 51.3 51.4 85.7 100 100 100 100

5[M+H]+ 100 100 100 100 100 59.9 32.3 17.7

[M+H-Bu]+ 8.8 30.1 41.2 61.3 81.8 100 100 100

6[M+H]+ 100 100 100 100 100 100 65.1 30.9

[M+H-Bui]+ 4.0 13.8 24.5 57.9 78.6 95.6 100 100

7[M+H]+ 100 100 100 100 100 100 79.1 38.1

[M+H-Me]+ 1.8 3.2 10.9 19.7 38.1 73.9 100 100

8[M+H]+ 100 100 100 100 100 100 100 99.6

[M+H-Pr i]+ 3.6 4.3 7.6 21.6 21.7 45.9 86.2 100

9[M+H]+ 100 100 100 100 84.4 55.7 27.2 8.2

[M+H-Et]+ 7.2 17.8 34.2 71.3 100 100 100 100

10[M+H]+ 100 100 100 100 100 100 58.7 32.2

[M+H-Pr i]+ 0.0 9.3 20.5 36.8 75.8 95.9 100 100


─ ─282（）

子 [M＋H]+強度が減少する反面，フラグメントイオンの

強度が増加し，しばしばそれが基準ピークになり，分

子量測定と確認には不利である。③50～60Vのドリフ

ト電圧で測定したときは，多くの化合物のスペクトルに

おいて，プロトン化分子 [M＋H]+が基準ピークとなり，

しかもフラグメントイオンについても満足すべき強度が

得られる。したがって，正イオンモードによるアルキル

アズレン類のAPCI/LC－MS測定では，ドリフト電圧を

50～60 V程度に設定して測定するのが至適であると判

明した。

3－2　アルキルアズレン類の開裂パターン

3－2－1　モノアルキルアズレン

Table1 にモノアルキルアズレン類（1～10）の測定結

果を示した。モノアルキルアズレンの開裂パターンは，

いずれもプロトン化分子 [M＋H]+とそれからアルキル置

換基（R）が脱離した [M＋H－R]+によるフラグメントイオ

ンが出現した。また，イソプロピルアズレンの3種位置異

性体4，8，10のドリフト電圧変化に伴うスペクトルパター

ンを比較すると，5員環上にイソプロピル基（Pri）をも

つ4が，七員環にPr i基をもつ8，10よりも [M＋H－Pr i]+

がより容易に生成していることがわかる。このことか

ら，アルキル置換基は七員環よりも五員環上に存在する

方がより脱離し易いことがわかった。一方，アルキル鎖

長（C1～C4）の異なる6種の1－アルキルアズレン（1～6）

のスペクトルを比較すると，一般に炭素数の増加に従っ

てアルキル基が脱離し易すくなる傾向がみられた。さら

に，1－及び2－メチルアズレン（1と7），5－及び6－イソプ

ロピルアズレン（8と10）では，各ペアー間にほとんど

スペクトルの差異が認められず，同一環上にある同じア

ルキル基はその結合位置がスペクトルパターンにほとん

ど影響を及ぼさないことが明らかとなった。

3－2－2　ジアルキルアズレン

Table 2 にジアルキルアズレン類（11～16）の測定結果

を示した。1，3－ジアルキルアズレン類（11～15）の開裂パ

ターンは共通し，プロトン化分子 [M＋H]+とそれからさ

らにアルキル基が1～2個脱離した [M＋H－R1]+と [M＋

H－（R1＋R2）]+のフラグメントイオンが現れた（R1の炭素

数＞R 2の炭素数の関係）。つまり，1，3－ジアルキルアズ

レンでは炭素数のより大きいアルキル基が優先的に脱離

することを示した。

3－2－3　二置換5－イソプロピルアズレン

Table 3 に二置換5－イソプロピルアズレン類（17～

23）の測定結果を示した。5－イソプロピルアズレン類の

14

Table 2 Relative abundances of protonated molecule and fragment ions of dialkylazulenes.

Substrate IonDrift voltage［V］

30 40 50 60 70 80 90 100

11

[M+H]+ 100 100 74.0 39.0 20.4 21.1 25.7 23.2

[M+H-Et]+ 32.6 67.0 100 100 100 100 100 100

[M+H-Me-Et]+ 0.0 0.0 0.0 2.0 5.5 15.8 17.4 42.3

12

[M+H]+ 100 100 100 70.0 46.5 27.6 23.3 15.9

[M+H-Pr]+ 22.6 55.7 94.3 100 100 67.8 29.6 18.1

[M+H-Et-Pr]+ 3.3 8.8 22.8 40.1 70.0 100 100 100

13

[M+H]+ 100 100 100 100 67.6 26.0 15.9 8.3

[M+H-Pr]+ 3.6 7.4 14.3 18.7 20.1 11.8 10.4 8.0

[M+H-Bu]+ 6.8 15.7 34.8 50.0 54.9 25.0 9.2 3.8

[M+H-Pr-Bu]+ 3.4 9.8 27.7 62.9 100 100 100 100

14

[M+H]+ 100 100 100 100 100 41.2 16.3 7.9

[M+H-Pr]+ 0.9 1.4 2.1 3.3 11.3 7.2 6.1 0.0

[M+H-Bui]+ 6.2 1.8 34.2 50.7 76.7 37.5 18.4 6.4

[M+H-Pr-Bui]+ 2.1 8.6 16.1 40.3 9.3 100 100 100

15

[M+H]+ 100 100 100 100 100 61.5 24.8 18.5

[M+H-Bu or Bui]+ 4.6 11.1 25.6 39.2 50.5 34.6 16.1 6.9

[M+H-Bu-Bui]+ 1.4 6.3 16.8 33.5 73.5 100 100 100

16

[M+H]+ 100 100 100 100 100 100 43.4 21.7

[M+H-Me]+ 2.1 4.5 15.0 21.0 54.3 66.1 100 100

[M+H-Me-Me]+ 0.0 0.9 2.3 3.9 3.8 8.4 5.7 3.4

Table 3 Relative abundances of protonated molecule and fragment ions of 5-isopropylalkylazulenes.


30 40 50 60 70 80 90 100

17

[M+H]+ 100 100 100 100 74.0 70.3 61.7 21.2

[M+H-Pr i]+ 6.3 15.3 40.8 41.0 100 100 100 100

[M+H-Pr i-Me]+ 2.1 2.7 7.6 22.7 46.0 100 100 100

18

[M+H]+ 100 100 100 100 100 63.4 39.8 20.2

[M+H-Pr i]+ 4.4 12.3 20.3 35.5 78.9 80.5 56.7 21.1

[M+H-Pr i-Et]+ 2.1 2.7 7.6 22.7 46.0 100 100 100

19

[M+H] 100 100 100 100 100 78.8 42.7 15.6

[M+H-Pr or Pr i]+ 4.3 10.3 14.9 25.8 26.4 19.4 13.3 10.4

[M+H-Pr-Pr i]+ 2.6 8.6 19.0 52.5 63.4 100 100 100

20

[M+H]+ 100 100 100 100 100 67.0 37.9 24.0

[M+H-Pr i]+ 1.4 1.6 1.7 4.4 7.7 8.1 8.0 8.9

[M+H-Pr i-Pr i]+ 2.1 12.7 20.6 48.3 86.0 100 100 100

21

[M+H]+ 100 100 100 100 100 100 84.6 39.7

[M+H-Pr i]+ 1.4 3.1 7.6 9.4 15.8 21.8 19.6 11.4

[M+H-Pr i-Bu]+ 1.3 3.3 6.8 25.4 22.3 74.5 100 100

22

[M+H]+ 100 100 100 100 100 100 100 27.8

[M+H-Pr i]+ 1.7 1.6 4.4 7.6 40.7 42.7 99.1 100

[M+H-Pr i-Me]+ 0.0 0.0 0.0 0.0 1.2 0.0 14.8 63.9

23

[M+H]+ 100 100 95.0 50.2 36.4 45.9 35.3 28.5

[M+H-Pr i]+ 25.2 62.8 100 100 100 89.4 52.5 26.3

[M+H-Pr i-Et]+ 2.7 6.4 12.1 25.8 66.9 100 100 100

[M+H-Pr i-Et-Me]+ 0.0 0.7 0.8 0.0 1.6 2.2 3.7 5.6

─ ─283 （）


15

Table 4 Relative abundances of protonated molecule and fragment ions of 6 -isopropylalkylazulenes.


30 40 50 60 70 80 90 100

24

[M+H]+ 100 100 100 82.5 58.3 31.5 15.5 9.8

[M+H-Pr i]+ 14.7 37.3 73.3 100 100 100 100 100

[M+H-Pr i-Me]+ 0.0 0.4 0.0 2.4 4.4 8.6 18.1 48.2

25

[M+H]+ 100 100 100 100 100 100 53.5 31.1

[M+H-Pr i]+ 6.5 12.8 30.2 56.2 75.1 85.6 53.7 30.5

[M+H-Pr i-Et]+ 1.8 4.2 7.0 27.9 53.1 99.6 100 100

26

[M+H]+ 100 100 100 100 100 83.5 32.6 12.9

[M+H-Pr or Pr i]+ 4.2 11.3 19.2 21.9 35.5 35.2 19.3 10.8

[M+H-Pr-Pr i]+ 1.5 9.1 17.8 33.1 78.0 100 100 100

27

[M+H]+ 100 100 100 100 100 57.3 36.4 14.6

[M+H-Pr i]+ 0.0 1.2 12.4 3.8 8.1 13.1 12.6 7.9

[M+H-Pr i-Pr i]+ 3.1 5.6 20.1 53.7 85.4 100 100 100

28

[M+H]+ 100 100 100 100 100 69.8 37.2 24.2

[M+H-CH2]+ 0.0 20.6 29.2 47.8 85.9 100 100 100

[M+H-Pr i]+ 1.5 3.3 8.2 12.6 18.1 14.7 9.0 4.6

[M+H-Bu]+ 0.0 0.0 0.0 0.0 1.5 2.1 2.8 3.1

[M+H-Pr i-Bu]+ 1.8 4.7 20.6 26.5 41.0 51.4 46.4 50.6

29

[M+H]+ 100 100 100 100 100 94.5 62.3 33.5

[M+H-Pr i]+ 2.9 7.0 21.2 36.6 61.7 100 100 100

[M+H-Pr i-Me]+ 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 17.7 30.9

30

[M+H]+ 100 100 100 100 100 100 61.0 22.6

[M+H-Pr i]+ 5.9 13.4 36.5 49.6 84.7 78.7 64.0 34.2

[M+H-Pr i-Et]+ 2.7 5.0 10.3 26.9 70.9 77.9 100 100


─ ─284（）

場合，測定した全ての化合物のスペクトルで，プロトン

化分子 [M＋H]+とイソプロピル基（Pr i）が脱離したイオ

ン [M＋H－Pr i]+，それからさらに残りのアルキル基（R 1）

も脱離したイオン [M＋H－（Pr i＋R 1）]+が観察された。

3－2－4　二置換6－イソプロピルアズレン

Table 4 に二置換6－イソプロピルアズレン類（24～30）

の測定結果を示した。6－イソプロピルアズレン類も上述

した二置換5－イソプロピルアズレン類と基本的に類似し

た開裂パターンを示し，プロトン化分子 [M＋H]+，[M＋H

－Pr i]+，[M＋H－（Pr i＋R1）]+

の3種イオンがスペクトルの主

ピークとなった。つまり，二置換5－及び6－イソプロピ

ルアズレン類のAPCI/LC－MSスペクトル間には，ほと

んど差異が認められなかった。

3－2－5　一及び二置換6－エチルアズレン

Table 5 に6－エチルアズレン類（31～34）の測定結果を

示した。化合物31を除き，他の二置換6－エチルアズレ

ン類の開裂パターンも基本的には二置換5－イソプロピル

アズレン類や二置換6－イソプロピルアズレン類に類似し，

プロトン化分子 [M＋H]+とそれからエチル基（Et）とさ

らに残りのアルキル基（R 1）が脱離した [M＋H－Et]+，

[M＋H－（Et＋R1）]+の2種のフラグメントイオンが生成し

た。

3－3　アルキルナフタレン誘導体の質量スペクトルとの

　　比較

アズレン系化合物とその類縁体であるベンゼン，ナフ

タレン系化合物とのAPCI/LC－MSの比較を目的に，1－

エチルアズレン（2），1－エチルナフタレン（35），エチルベ

ンゼン（36）を同一条件下（ドリフト電圧，70V）で測定

した（Figure 4）。その結果，2のイオンは35，36のそれ

に比べ，イオン強度がきわめて強く出現，つまり高感度

検出できることが判明した。例えば，2のm/z 157[M＋

H]+のイオン強度が1.6×105であったのに対し，35のm/z

157[M＋H]+のイオン強度は7.0×103であり，2のイオン

16

Table 5 Relative abundances of protonated molecule and fragment ions of 6-ethylalkylazulenes.


30 40 50 60 70 80 90 100

31

[M+H]+100 100 100 100 88.6 55.6 24.8 7.1

[M+H-Et]+9.5 23.1 43.9 56.0 100 83.8 41.8 14.5

[M+H-Et-Et]+1.4 3.9 16.6 32.8 73.1 100 100 100

32

[M+H]+100 100 100 100 100 72.4 27.1 9.6

[M+H-Pr]+8.7 17.7 45.0 54.4 75.7 85.7 38.1 24.9

[M+H-Pr-Et]+2.6 6.4 8.5 29.7 55.7 100 100 100

33

[M+H]+100 100 100 100 100 75.0 42.8 13.3

[M+H-Et]+5.6 15.3 26.4 37.2 54.2 47.8 35.1 9.9

[M+H-CD2CH3]+

2.9 10.5 18.1 40.4 59.2 47.8 18.6 18.7

[M+H-Et-CD2CH3]+

1.0 5.1 10.3 33.4 71.9 100 100 100

34

[M+H]+100 100 100 100 100 100 100 86.7

[M+H-Pr i]+0.5 0.0 4.5 12.6 47.5 37.6 56.2 75.3

[M+H-Pr i-Et]+0.0 2.9 3.5 10.6 43.0 56.1 35.2 100

Figure 4 A comparison of the mass spectra of 1- ethylazulene (2), 1- ethylnaphthalene (35), and ethylbenzene (36).

1Et

C12H12Mol. Wt.: 156.22 [ M ]

��

Et1

C12H12Mol. Wt.: 156.22 [ M ]

��

1Et

C8H02Mol. Wt.: 106.17 [ M ]

��

Peak

int

ensi

tyPe

ak i

nten

sity

Peak

int

ensi

ty

m / z100 110 120 130 140 150 160 170

m / z100 110 120 130 140 150 160 170

m / z50 60 70 80 90 100 110 120

0

100000

200000

300000

400000

0

5000

10000

0

5000

10000

Compound 2

Compound 35

Compound 36

157 [M+H]

129

106 [M]

+

157 [M+H]+

─ ─285 （）


強度が35のそれよりも約23倍強く現れた。また，2のm/z

157[M＋H]+のイオン強度と36のm/z 106[M]のイオン強

度は，それぞれ3.0×105と5×102で，2のイオン強度が36

のそれよりも320倍大きい。したがって，アルキルアズ

レンの正イオンモードでのAPCI/LC－MSはアルキルベ

ンゼン，アルキルナフタレンのそれと比較し，イオン強

度が少なくとも数十～数百倍強く出現し，高感度検出で

きることが明らかとなった。アルキルアズレン類のイオ

ンが強く現れる理由として，Scheme 3 に示したような

安定な構造をもつイオンを生成し易いためと推測され

る。

R

H H R : alkyl group

Scheme 3

以上の測定結果から，正イオンモードでのAPCI/LC－

MS法によるアルキルアズレン類の質量スペクトルは，

以下（1）～（8）に述べる特性をもつことが結論づけられ

た。

（1）測定した34種類全てのアルキルアズレンで，プロ

トン化分子 [M＋H]+によるイオンが強く現れ，それ

がスペクトルの主ピークになる。

（2）アルキル基（メチル，エチル，プロピル，イソプロピ

ル，ブチル，イソブチル基）は，その炭素鎖長や直鎖・

分岐構造にかかわらず，中途開裂することなく，基

全体がアズレン骨格のつけ根から脱離し，Hが付加

したフラグメントイオンのみが生成する。

（3）アルキル鎖長の違いは基本的にスペクトルパターン

へほとんど影響を及ぼさない。

（4）五員環（C－1～C－3）と七員環（C－4～C－8）に結合す

るアルキルアズレン位置異性体を比較すると，五員

環上のアルキル基がより容易に脱離する。

（5）七員環上に同一アルキル基をもつアルキルアズレン

17


─ ─286（）

参考文献

1）三田村邦子，島田和武：分析化学，48，401 （1999）．

2） H. Yamazaki, S. Irino, A. Uchida, H. Ohno, N. Saito, K. Kondo, K. Jinzenji and T. Yamamoto, Nippon Yakurigaku Zasshi, 54，362（1958）．

3）三好秋馬他，内科宝函，29（5），297（1982）． 4）林啓一郎他，薬理と治療，26（4），465（1998）． 5）小林節雄他，新薬と臨床，30（11），1855（1981）． 6）中沢三郎他，診療と新薬，11（9），1839（1974）． 7） P. W. Yang, M. Yasunami, and K. Takase, Tetrahedron

Lett., 1971，4275. 8） M. Yasunami, A. Chen, and K. Takase, Tetrahedron Lett.,

1974，2581. 9） M. Yasunami, P. W. Yang, Y. Kondo, Y. Noro, and K. Ta-

kase, Chem. Lett., 1980，167 .

10） Y. Yasunami, A. Chen, P. W. Yang, and K. Takase, Chem. Lett., 1980，579.

11） M. Yasunami, A. Chen, Y. Noro, and K. Takase, Chem. Lett., 1981，555.

12） M. Yasunami, S. Miyoshi, N. Kanegae., and K. Takase, Bull. Chem. Soc. Jpn., 66，892（1993）．

13） M. Yasunami, and K. Takase, Yuki Gosei Kagaku Kyokai Shi, 39，1172（1981）．

14）荒木　峻，益子洋一郎，山本　修（訳），有機化合物のスペクトルによる同定法 ─ MS, IR, NMR, UVの併用 ─（第5版），東京化学同人（1997）．

15） G. R. Waller (ed.), In : Biochemical Application of Mass Spectrometry. Wiley-Interscience, New York（1972）．

位置異性体は，互いによく類似したスペクトルパ

ターンを示し，異性体間での差異がほとんど観察さ

れない。

（6）五員環上に鎖長の異なる2つのアルキル基を有する

場合，より長鎖アルキル基が短鎖アルキル基よりも

優先的に脱離する。

（7）メチル基はエチル基，プロピル基，イソプロピル基

に比べて脱離しにくい傾向が認められる。

（8）同一測定条件下，アルキルアズレンはアルキルベン

ゼン，アルキルナフタレンと比べて数十～数百倍の

高感度測定が可能である。

これらの事実から，アルキルアズレン類の構造解析・

確認並びに高感度測定に正イオンモードでのAPCI/LC－

MS法がきわめて有効であることが明らかとなった。今

後の課題としては，とくに同一アルキル置換基をもつア

ルキルアズレン位置異性体（例えば，二置換5－及び6－

イソプロピルアズレン位置異性体など）の識別について

さらに検討する必要があろう。

　付記

本研究で使用したAPCI/LC－MS装置は，平成11年度日本大学工学部大学院設備充実費の助成を受けて購入したもので

ある。

18

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Liquid Chromatography Mass Spectrometric Analysis of ......Liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) coupled with an atomospheric pressure chemical ionization (APCI) detection